EP3427372B1 - Herstellungsverfahren für einen stator - Google Patents
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- EP3427372B1 EP3427372B1 EP17711589.6A EP17711589A EP3427372B1 EP 3427372 B1 EP3427372 B1 EP 3427372B1 EP 17711589 A EP17711589 A EP 17711589A EP 3427372 B1 EP3427372 B1 EP 3427372B1
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- H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
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Definitions
- the invention relates to a method for producing a component of an electrical machine, such as a stator with a wire mat made of flat wire or a wire mat made of flat wire for a stator.
- the invention expressly relates in general to a component of an electrical machine, in particular a wire mat formed from flat wire.
- a component of an electrical machine in particular a wire mat formed from flat wire.
- Such a wire mat or wire winding is installed in the stator of an electrical machine; such a stator is also a component within the meaning of the invention and disclosure described here.
- the invention also relates to a device for the production of such a component. Both the method described at the outset and the device are used to produce a component of an electrical machine, with the prior art specifically improving the component of the electrical machine, for example the stator.
- the document EP 1 128 530 A2 discloses a stator having a winding of partially twisted turns.
- the document DE 195 49 180 A1 discloses a stator for an electrical machine with an exciter winding which is placed in a meandering manner around the poles and has a plurality of turns.
- Each turn of the excitation winding is a bundle of conductors made up of several round wires wound in parallel, which lie side by side on the end faces of the poles radially to the yoke axis and are twisted or twisted together in the area between the poles.
- the purpose of this twisting is stated that when round wire is used, the winding strengthens so that it is sufficiently stiff and stable to be able to be prefabricated outside of the stator.
- the wire in particular a flat wire, is usually kept on a roll from which it is drawn off. When straightening the wire, the wire is stressed to be straight.
- flat wire is understood to mean a wire with a rectangular cross section, in which the side length ratios (in the cross section) are, for example, 1.5:1 or 2:1 or 3:1.
- This wire is inserted into the longitudinal slot of a stator or rotor. It is advantageously provided that the groove width is chosen to be somewhat larger than the shorter cross-sectional side of the wire. The result of this is that the wire is inserted in the groove on edge.
- the groove jump which means when the wire leaves the first groove, is then deflected like a gable roof in an angle and then dips back into the next, second groove, there is the problem that bending over the short edge is necessary in the prior art , which is a disadvantage because this results in a larger end winding structure, higher stresses on the insulation layer surrounding the wire when bending, and more copper is consumed per stator.
- a bending process is carried out over the high edge, long side or long cross-section side.
- the wire is twisted in sections before bending to produce it.
- the proposal advantageously provides for the flat wire of a wire winding to be inserted in the groove of the component in such a way that the short cross-sectional side of the flat wire is oriented essentially parallel to the depth of the groove (i.e. radially in the case of a rotationally symmetrical component) and that from the groove exiting flat wire is first bent by about 30° to 60° on its short cross-section side, then has a twist about its longitudinal axis by about 90°, then in this twisted area is bent by about 90° about its long cross-section side, then a Twisting counter-rotation is arranged and then, after bending around the short cross-section side by about 30° to 60°, dips into the next groove.
- Configurations of the invention therefore include, among other things, the special configuration of the wire in a stator which, after it emerges from the slot of the stator or rotor, initially extends over its high edge 7 or long cross-section side 7 (seen in the section of the flat wire) by approx ° is bent, then a twist around its 90°, then it is bent by about 90° in this twisted area around its short cross-section side, then the counter-twisting is arranged and then, after bending around the long cross-section side by 45°, it dives back into the groove.
- the reference numbers given here refer to the figure 4 , in which the wire 5 is shown in section.
- the high edge or long side or cross-sectional side is marked with 7, the narrow side or short edge bears the reference number 8.
- the wire mat or wave winding or wire winding to be installed in the stator usually consists of a large number of wires arranged in parallel, usually 12 wires. It is clear to the person skilled in the art that the technologies described here, even if they are designed for the individual wire, can also be understood in the same way without any problems for a wire arrangement of a plurality of wires running in parallel.
- a Z-shaped angling is understood to mean the fact that the large number of wires, which are preferably oriented parallel in a common wire plane, are offset in parallel in the wire plane, as is the case, for example, in Figure 6a, 6b is shown.
- the flat wire is wound up, in particular in a helical manner, onto a carrier and then the wire mat produced in this way is transferred to an assembly tool.
- the proposal advantageously provides for the following step: Installation of the wire mat in the component in such a way that the second untwisted wire areas of the wire mat are inserted into grooves of the component, the second untwisted wire areas of different grooves of a flat wire area are connected by a bend and the bend at least partially accommodates the first untwisted wire area.
- the bend at least partially accommodates the first untwisted wire area.
- the first untwisted wire area is also outside of the bend, for example at the axial end of the groove.
- the twisted section which is located between the first and second untwisted wire areas, is then also provided in the stator, for example (possibly by a corresponding widening of the slot at its ends).
- the bend completely accommodates the first untwisted wire area.
- the tensioning device and the twisting device are each formed from two interacting jaw parts for temporarily clamping the flat wire between the jaw parts. This proposal leads to a discontinuous manufacturing process.
- the tensioning device as well as the twisting device are each formed from two cooperating forming rollers each rotating about an axis of rotation.
- the forming rollers cleverly have corresponding guide grooves in order to guide the flat wire as positively as possible.
- a twist is worked into the flat wire by pivoting the axes of rotation of the twisting device together.
- the pivoting angle is 90°.
- the flat wire is rectangular when viewed in cross section. A pivoting of 90° is therefore sufficient to position the shorter cross-section edge or cross-section side for the bend.
- the twisting device is located between two clamping devices.
- the counter-twist is also worked into the flat wire in one step.
- the invention proposes a method for producing a component of an electrical machine, such as a stator, with a wire mat formed from a large number of wires, in particular flat wires, which has the following steps: Arranging the plurality of wires in a first order 1,2,3,4,...
- the invention also includes a device for changing the order of a large number of wires arranged next to one another, in particular flat wires, with at least one deflection station and one crossing station being provided in the device, the deflection station at least part of the wires in a different wire plane deflects and the crossing station offsets part of the wires in a movement perpendicular to the longitudinal extension of the wires in such a way that the order of the arranged wires changes. It is provided that the deflection and crossing stations are spaced apart from one another (in the conveying direction of the wire) or are implemented in an integrated deflection crossing station.
- the use of the device and the method proposed according to the invention is very variable in relation to the manner in which the wires are fed.
- the wires can be arranged linearly next to one another.
- the invention also includes a device for changing the order of a large number of wires, in particular flat wires, arranged next to one another, the wires being guided in pairs in wire receptacles and the wire receptacles being rotatable about an axis of rotation which is oriented essentially parallel to the longitudinal extent of the wires guided in the wire holder.
- the invention is not limited to an exchange in pairs.
- the proposed methods and devices are suitable for realizing any new sequence of wires next to one another.
- the invention also includes exchanging the positions of the wires in pairs to form a second sequence 2,1,4,3,....
- every second wire is deflected into its own plane and then crossed over the respective first wire.
- the plurality of wires are usually routed in a common plane, but without wishing to limit the invention to this.
- the individual wires may be routed in groups or bundles if the appropriate order is defined.
- the majority of the wires, if not all wires in parallel are routed in a common wire plane.
- the wire position is changed in pairs, i.e. at least every second wire is deflected, as described.
- this wire stock is formed as a curve, without the invention to limit this geometric design. The difference in length is then compensated for from this wire supply during the Z unwinding.
- the sequence is exchanged before the Z-shaped angling.
- the invention also includes a system for the production of the wire mat or wire winding of a component of an electrical machine such as a stator, which includes both a device for changing the order of a large number of wires arranged next to one another and a device for producing a twisted wire in sections Has flat wire.
- a system for the production of the wire mat or wire winding of a component of an electrical machine such as a stator, which includes both a device for changing the order of a large number of wires arranged next to one another and a device for producing a twisted wire in sections Has flat wire.
- the invention also includes the use of the device for the production of a sectional twisted flat wire for the production of a wire mat or wire winding of a stator.
- the device has at least one first clamping device which is arranged in front of a twisting device in the conveying direction of the flat wire and the twisting device can be pivoted relative to the clamping device by a pivoting angle, in particular by the longitudinal extension of the flat wire.
- a component of an electrical machine is not just the stator or rotor, but also, for example, a wire mat or wire winding.
- FIG. 1 shows a twisting machine 1 in a side view.
- a feed-through channel for the wire 5 is shown at 10 .
- the channel 10 is located in the guide bushes 2, which are located at the beginning and end of the machine.
- the twisting device 4, which has jaw parts that can be set against the inserted wire, is provided in the middle, centrally.
- the wire 5 is clamped in the clamping device 3 in front of and behind it, the clamping device 3 remains stationary while the twisting device 4 rotates around the longitudinal axis of the wire (x-axis), for example by 90°, which is indicated by the curved arrow 6.
- FIG 2 shows this process schematically.
- the twisting device 4 is located between the first clamping device 3.3a on the input side and the second clamping device 3.3b on the output side.
- the conveying direction of the wire 5 is marked with the arrow 100 .
- Both the clamping device 3 and the twisting device 4 each have cooperating jaw parts.
- the edges of the flat wire run parallel to one another and are also straight, i.e. parallel to the longitudinal extension of the flat wire 5.
- a first twisting section 101a forms in the wire 5 between the first clamping jaw 3, 3a and the twisting device 4, and a second twisting section after the twisting device 4 and the second clamping jaw 3, 3a 101b off.
- the twisting area 18 is then created between the two twisting sections 101a and 101b.
- the edges of the flat wire again run straight and parallel to one another, whereas the edges of the flat wire 5 extend into the twisting section 101a, 101b along a spatially curved line or a helix .
- the twisting in the second twisting section 101b is opposite to the twisting in the first twisting section 101a, specifically in the direction of rotation and pivoting angle (relative to the longitudinal extent of the wire).
- This second twisting section 101b is also referred to or described as counter-twisting in the context of this disclosure.
- figure 3 shows a view of the twisting device 4 of a twisting machine 1, which is able to twist a plurality of wires 5 arranged in parallel about their respective longitudinal axis.
- the wires 5 extend at right angles to the plane of the drawing.
- the twisting jaw 4 consists of a lower part 11 and an upper part 12 which can be pivoted relative to one another.
- the lower part 11 and the upper part 12 each carry holders 13, 14 which each have a recess 15 at their front end facing one another and are intended to grip the wire 5 radially. This is particularly in figure 4 shown.
- figure 4 shows a detail figure 3 .
- the upper part 12 is provided with an upper holder 14 for each individual wire 5 which has a rectangular recess 15 which is formed so as to grip the wire 5 in a form-fitting manner.
- the lower part 11 has a lower holder 13 and a similarly designed recess 15.
- the wire 5 shown here is designed as a flat wire 5, ie its cross section is rectangular, with the individual cross-sectional sides 7.8 not being of equal length.
- the long side of the cross section is identified by the reference numeral 7 and the short side of the cross section by 8 .
- twisting device 4 is shown open, ie the recesses 15 are not in contact with the flat wire 5 .
- Figure 5a shows the basic position, it corresponds to the illustration Figures 3 and 4 .
- the clamp with the holders 13, 14 is open.
- Figure 5c is a rotation of the upper and lower part 11, 12 in the clockwise direction by 45 °.
- the initially diagonally oriented holder 13,14 (compare Figure 5a, 5b ) are now oriented vertically.
- a continuous twisting process is of course also possible, which is configured, for example, by rotating forming disks with different groove geometries along the circumference.
- FIG 40 shows a schematic view of a detail of the component according to the invention, here a stator 66.
- the stator 66 is usually a rotationally symmetrical body with a plurality of grooves / inner grooves 70, in which the wires 5, strictly speaking, in a radial outward movement straight webs, or second untwisted wire areas 71 are inserted.
- the short cross-sectional side of the flat wire 5 is oriented essentially parallel to the groove depth (radial) and the flat wire 5 emerging from the groove 70 is initially bent by approximately 30° to 60° over its short cross-sectional side. This is then followed by a twisting section 101a, which twists the flat wire 5 through 90° about its longitudinal axis. The width of the wire 5 therefore tapers in the view.
- a first untwisted wire region 18 then follows, which also includes the angle 72 of approximately 90°.
- the entire area of the flat wire area located outside of the groove 70 is referred to as a bend.
- the arrangement is symmetrical with respect to the angle 72, the twisting counter-rotation is realized in the twisting section 101b, then the flat wire 5 dips into the next groove 70 after a small arc.
- the dashed area C indicates that the twisted sections 101a, 101b can also be located in the stator 66 as an alternative.
- the slots 70 extend over the entire overall height of the stator 66.
- the insertion situation of the flat wire 5 in the slot 70 is shown schematically in the lower area on the left.
- Figure 6a shows the starting position
- Figure 6b the position after executing a Z-offset or impressing a Z-bend
- first clamping jaw 16 and a second clamping jaw 17 spaced therefrom in the conveying direction 100 of the wire 5 .
- the jaws shown 16, 17 respectively consist of two cooperating partial jaws which, depending on their position relative to one another, hold or release the wire 5 between them.
- the arrangement of the ends of the clamping jaws 16, 17 relative to one another is such that there is a twisted area 18 of the wires 5 between them, which is not held in place by a clamping jaw.
- the second clamping jaw 17 is then pivoted about a pivot axis which is at right angles to the wires 5 and at right angles to the plane of the drawing, by a pivoting movement 19, with the alignment of the second clamping jaw 17 remaining parallel to the alignment of the first clamping jaw 16 .
- This Z offset ultimately defines the slot jump that the respective wire 5 overcomes when it emerges from the first slot of the stator in the installed state and then dips back into a second slot at a certain distance from this first slot.
- FIG 24 a further variant of the twisting machine 1 according to an exemplary embodiment of the invention is shown.
- the twisting machine 1 shown here is designed as a device to be actuated manually, but the same principle can also be implemented in an automated machine with appropriate control.
- the twisting machine 1 shown here consists on the one hand of the twisting station 46, which is responsible for twisting the wires 5 (cf Figure 5a to 5f ) serves.
- the twisting machine 1 also has a bending station 47 in the conveying direction 100 of the wire 5 is provided after the twisting station 46 and is responsible for impressing the Z bend (compare figure number 6).
- twisting station 46 is movably mounted (manually or motor-driven) via the carriage 48 on a guideway 49 .
- the mobility resulting from this is essentially parallel to the longitudinal extent of the wires 5 and thus also to their conveying direction 100.
- the movable clamping jaw 16 of the bending station 47 is also seated on this guide track 49; the carriage 54 is provided for this purpose.
- the bending station 47 also has a fixed clamping jaw 17 , the movable clamping jaw 16 being located between the fixed clamping jaw 17 and the twisting station 46 .
- a cross table guide is provided.
- the movable, first clamping jaw 16 and the twisting station 46 are mounted via the guideway 49 on the carriage 53, which can be moved and positioned on a guideway 52, the longitudinal extent of the guideway 52 being at right angles to the longitudinal extent of the guideway 49.
- this cross table guide is the fixed jaw 17 stationary.
- the wires 5 remain clamped after twisting.
- the twisting station 46 is shifted in the direction of the fixed clamping jaw 17 as far as it will go, with the fixed clamping jaw 17 not clamping the wires 5, that is to say it is open.
- the stationary clamping jaw 17 is then clamped, the twisting station is opened (the wires 5 are released) and returned to the starting position figure 25 a pushed back.
- the movable clamping jaw 16 is open.
- Figure 26c 12 shows a configuration of the twisting machine 1 according to the embodiment of the invention.
- the exchange station 55 is located between the fixed jaw 17 and the movable jaw 16.
- the task of the exchange station 55 is to specifically cross or exchange the sequence or positions of the wires 5 in pairs.
- the figure sequence after figure 26, 27 , 29 , 31 , 33 shows this position exchange process.
- the exchange station 55 consists of an upper wire clamp 56 and a lower wire clamp 57, as is shown in particular in figure 28 can be seen, where a view in the direction of the wires 5 is shown. It should be noted that the interchanging station 55 between the fixed clamping jaw 17 and the movable clamping jaw 16 is only used when required (manually) or, in the case of an automatically running machine, is placed on the wires 5 for a limited time.
- the two twisting sections 101a and 101b are marked, in which the lateral edges of the flat wire 5 follow a helix on an arc of 90°.
- the twisting area 18 is located between the two twisting sections 101a and 101b.
- FIG 28 the different wires 5a, 5b are well shown.
- the first, third, fifth, seventh, ninth and eleventh wire 5a are bent downwards, the second, fourth, sixth, eighth, tenth and twelfth wire 5b upwards.
- the result of this process is in figure 27 a, where now on the right the wires 5, which are initially in one plane on the input side, are divided into two partial planes of the wires 5a and 5b. After this deflection or bending has taken place, the wires 5 are clamped in the wire clamp 56,57. It should be noted that the fixed jaw 17 is closed here, so the wires 5 are also clamped here.
- FIG 32b shows the exchange station 55 at in which the upper wire clamp 56 and lower wire clamp 57 hold the wires 5a, 5b of the upper and lower levels.
- the lower wire clamp 57 is now moved relative to the upper wire clamp 56 along the arrow 590, the direction of the arrow 590 to the right being essentially at right angles to the longitudinal extent of the wires 5a, 5b.
- the offset in the direction of the arrow 590 corresponds to exactly twice the wire spacing of the initially parallel wires 5, which results in an exchange of conductors.
- figure 35 a shows the twisting machine 1 again without the exchange station 55 used. It is an advantage of the proposal that the twisting machine 1 can be supplemented by the exchange station 55 if required, in order to be able to carry out the wire exchange process if required. However, this is only rarely required, which is why the exchange station 55 is not always required given the large number of Z bends to be incorporated.
- the stationary clamping jaw 17 is arranged in a stationary manner on the frame, the remaining part of the twisting machine 1, in particular the twisting station 46 and the movable first clamping jaw 16 on the compound table arrangement, can be moved relative to the frame; this mobility is indicated by the two right-angled arrows 64 and 65 hinted at, which if they are skilfully superimposed and are guided, for example, by a link 61, to the pivoting movement 19 (see Figure 35 b) leads.
- FIG 36a a stator 66 of an electrical machine is shown schematically.
- the ring-shaped stator 66 is equipped with a multiplicity of (inner) grooves 70 into which the wires 5 are laid in several layers one above the other.
- the wires 5 are inserted as wire windings, the wire windings each consisting of webs 71 which are inserted into the slots 70 and at the respective axial ends run through a gabled roof-like bend 72 to the next slot 70. It is provided that the wire winding has two connection areas 67, 68, which enable the corresponding connection option.
- the wire winding consists of twelve parallel wires 5, which means that the connection areas 67, 68 each have twelve wire ends.
- the wire winding is used as a whole in three rows in the stator 66, which result in six webs 71 being arranged in a slot 70.
- the normal (predominant) wire arrangement is like this (see Fig Figure 36b and c resulting in an enlargement of the elliptical area Figure 36a is) that the first wire A emerges from the first groove 701 from a first radial layer, then (like all other wires too) forms a gabled roof-like bend 72, and then six grooves later into groove 707 in a second radial layer, again immersed, wherein the second radial layer has a smaller diameter than the first radial layer.
- the respective twisting area 18 of the respective wire 5 which extends in particular over the entire head area of the gabled roof-like Bending 72 (or only parts of it) may extend, but does not touch the protruding into the groove web.
- the second wire B (and all other of the twelve wires) are installed in this way.
- this wire crossing or wire exchange can also be incorporated in the skilful production of the wire winding itself, for which purpose the method steps described above are used and lead to a special character of such a stator 66 that realizes this line exchange without separating the respective wires.
- wire A emerges from slot 701, for example, but then does not re-enter slot 707, as is usual, but first into slot 708, which was previously occupied by the second wire B .
- Wire B emerges from groove 702 and then enters groove 707 again.
- the immersion process takes place in a different, second radial layer than the emergence in the first radial layer under the condition that the second radial layer has a smaller diameter than the first radial layer. It thus follows that in the twisting area 18 is also the crossing area 60, with the wire A covering the wire B almost completely in an axial view.
- a once or twice wire exchange area of all wires per stator 66, each in pairs, is provided for the twelve wires.
- the wire exchange area(s) is/are located on the stator area opposite the connection area 67, 68.
- the wire exchange area is also located in the central area of the layers of the wire winding, for example in the third and fourth layer of a total of six layers. In this example with two wire exchange areas there are wire exchange areas in between with conventional normal wire arrangements as described above.
- the radial position of a wire or web 71 in the groove 70 is understood as a layer.
- the sequence of figures 37 a, 37 b, 37 c, 37 d shows an alternative embodiment of an interchanging station 55.
- the variant of the interchanging station 55 shown here consists of a number of wire receptacles 74 arranged next to one another, here in particular linearly, which serve to hold the wires 5 respectively pick up and lead in pairs.
- the arrangement of the wire receptacles 54 is very variable according to the invention, ie it is not limited to the straight, linear arrangement shown here. Multi-row or circular arrangements are also conceivable.
- the wire holders 54 can be rotated about an axis of rotation which is oriented essentially parallel to the longitudinal extent of the wires guided in the wire holders 54 .
- a total of six wire receptacles 54 are shown, each receiving two wires 5, with the number of wires that are routed per wire receptacle also not being restricted according to the invention. It is also conceivable that the described interchanging stations are arranged multiple times one behind the other in the conveying direction of the wires and any wire jumps are thus possible.
- the twelve wires shown here are individually numbered with Arabic numerals 1-12. This numbering also makes it easy to see how the sequence of the wires changes when using the proposed swapping station 55 (see sequence of figures 37a, 37b, 37c, 37d).
- the exchange station 55 has two clamping jaws 75, 76 that can be fed towards one another, which have a sawtooth structure and thus fix the wires 5 between them in the clamping situation (see, for example, figure 37 closed, in figure 37 open).
- the wires are swapped in pairs by the swapping station 55, which is why the swapping station 55 has six wire holders 74, each of which can hold a pair of wires.
- the wire holders 74 of the exchange station 55 each have a cylindrical shape with external teeth and are located between two toothed racks 77 and 78 by a common central drive 73, which can be displaced against one another and thus enable a rotary movement of the individual wire holders 74 (see e.g figure 39 a, b, c ) , whereby the exchange movement can be realized.
- the movement of the wire holders 54 of the exchange station 55 is preferably synchronous and is described by the following table with reference to the sequence of figures 37a, 37b, 37c, 37d or the sequence of figures 39a, 39b, 39c.
- the respective positions are marked with Arabic numerals 1-4 in a circle.
- a machine 21 for producing the wave winding or wire mat is shown in a three-dimensional view and a detailed view in different positions.
- this machine 21 the wire arrangement bent in a z-shape, as shown in Figure 6b is formed, a wire mat or a wire package is made.
- this machine 21 The basic structure of this machine 21 is with the help of Figure 7a, b described. It is shown here as a hand-operated machine, but it can also be implemented in the same way with controllable drives and with a machine controller that controls the various movements.
- the task of this machine 21 is from the, with Z - bends equipped wire arrangement 22 to produce a wire mat or wire package 27, which one thinks of as along a helical line, wound on a sword-like support 24, consisting of parallel wires 5 wire arrangement 23 can be imagined.
- the carrier or sword 24 has a longitudinal axis of rotation 28 of the sword.
- the sword 24 is surrounded by a ring holder 31 which carries clamping jaws 32 mounted on guide rods 25 .
- clamping jaws 32 are provided on the top and bottom of the sword 24 and press the coiled wire package 27 against the sword 24.
- the ring holder 31 is connected via a bridge 300 to the ring holder counterpart 301.
- the bridge 300 is better in Figure IIa or Figure 12a to see in Figure 7a this is covered by the sword 24.
- the entire arrangement of sword 24 and ring holder 31 is once again mounted on the frame 33 so that it can rotate about a central axis of rotation 23 .
- the central axis of rotation 23 and the sword axis 28 of the sword 24 run parallel, offset from one another and, for example, horizontally in the application example shown.
- the entire arrangement consists of sword 24, ring holder 31 with clamping jaws 32 and guide rods 25, bridge 300 and ring holder counterpart 301, the clamping jaws 32 with the sword 24 being able to be rotated relative to the ring holder 31 about the sword axis of rotation 28.
- the rotary bearing takes place in the ring holder 31 and ring holder counterpart 301.
- a pressure piece 30 on the underside of the wire arrangement 22 which can be pivoted about an axis of rotation 29 and can be adjusted against the wire arrangement 22 from below.
- the axis of rotation 29 of the pressure piece 30 runs parallel to the sword axis of rotation 28 and the central axis of rotation 23.
- a connecting line between the central axis of rotation 23 and the axis of rotation 29 of the pressure piece 30 includes a Connecting line between the central axis of rotation 23 and the sword axis of rotation 28 at a right angle.
- this angle can generally also be in a range between 70° and 110°, preferably between 80° and 100°.
- Figure 7a, b shows the starting position as described above.
- Figure 8a, b show position 2, the entire arrangement is bent over the central axis of rotation 23 in the clockwise direction (arrow 103) in order to minimize springback of the wound wire mat 27.
- the clamping jaws 32 press the bundle of wires 27 against the carrier 24.
- the axis of rotation 29 of the pressure piece 30 and also the position of the pressure piece 30 remain stationary during the rotation about the central axis of rotation 23, these were not pivoted.
- the pivot axis 28 of the sword is locked, i.e. there is no relative movement between the central pivot axis 23 and the pivot axis 28 of the sword.
- Figure 9a, b show position 3, the entire arrangement (with the exception of the pressure piece 30 and its axis of rotation 29) is pivoted about the central axis of rotation 23 counterclockwise by approx. 45° (arrow 104) the wire arrangement 22 is pulled onto the sword 24, in particular the Wire 5 (12 wires run parallel) over the pressure piece 30 im Cooperation with the lateral edge 34 of the beam sword 24 bent. Because of its articulated mounting, the pressure piece 30 also moves around the axis of rotation 29 and prevents damage to the wire. There is a rolling motion.
- Figure 10a, b show position 4, the sword 24 is pivoted about the central axis of rotation 23 by 90 ° (arrow 105). As before, the clamping jaws 32 press the wire package 27 against the carrier 24.
- Figure 11a, b show position 5, here the sword 24 is turned to about 130° (arrow 106), at the same time the lateral edge 34 of the sword 24 rolls further on the pressure piece 30 and stamps a corresponding bend on the wire.
- Figure 12a, b shows position 6, the blade 24 is folded over onto the incoming area 102 of the wire, ie rotated by 180° (see arrow 107).
- Figure 13a, b shows position 7 and here a pivoting over (see arrow 108) of the blade 24 about the central axis of rotation 23 in order to minimize springback.
- the entire arrangement is turned 10°, 15° or 20° more counterclockwise (over the horizontal position towards 12a, 12b ) panned.
- the clamping jaws 32 press the wire package 27 against the carrier 24.
- Figure 14a, b shows position 8, in which simultaneously opposing movements of the entire arrangement about the central axis 23 and a rotary movement of the sword 24 about its sword axis of rotation 28, which compensates for this, takes place in such a way that the sword 24 in its location remains as it is in figure 12 has taken.
- the entire arrangement is pivoted back in the clockwise direction (arrow 109) and the blade 24 is pivoted counterclockwise about the blade axis of rotation 28 (see arrow 209).
- FIG 15 a, b, Position 9 the two opposite pivoting movements (see arrows 110 and 210) are continued.
- the wire is drawn onto the sword 24 or the machine 21 in a discontinuous step.
- the temporary guide jaw 26 is now prepared, because this simple wire winding, which is now completely wound onto the sword, is pushed further on the sword 24 by the clamping jaw 32 .
- the clamping jaws 32 can be moved longitudinally on the guide rods 25 (see arrow 320), the longitudinal extension of the guide rods 25 is oriented parallel to the blade axis of rotation 28 of the blade 24.
- the temporary guide jaw 26 takes on stabilizing tasks for the wire arrangement 22 for a short time.
- FIG 39 a further station (position 10) is shown in the reverse pivoting movement of the entire assembly (see arrow 111) with the counter-rotational movement of the sword 24 (see arrow 211).
- figure 17 shows the combination with the machine 21 with a rolling machine 36.
- the rolling machine 36 has the task of the wire mat 27, which rests on the sword 24, on a Roll up transfer tool 35.
- the automatic roller 36 is in a kinematic unit with the ring holder 31, i.e. it performs exactly the same movements as the ring holder, i.e. it can be rotated about the central axis of rotation 23 in the same way as about the axis of rotation 28 of the sword 24.
- the transmission path 37 is bridged by a transport tool 38 that in figure 18 is indicated.
- FIG 18 several blocks or rake segments 39 are provided, which are circumferential on a band, not shown, and receive the wire mat 27 .
- the prongs of the segments 39 interact with the wire windings of the wire mat 27 in order to enable orderly transport.
- the wire mat 27 is rolled up onto the transfer tool 35 with a drive 34.
- the transmission path 37 is bridged here by a transport tool 39 that has several computing elements 40, 41 one behind the other and moves the wire mat 27 by means of a lifting, transporting, lowering and setting down movement.
- the two rakes 40, 41 alternately carry out a lifting movement and thus convey the wire mat 27, a single wire 5 is marked, in the direction of the transfer tool 35. See here figure 20 .
- FIG. 21 shows an embodiment of an endless insulation paper 42.
- the insulation paper represents an additional insulation layer between the wires 5 and the stator.
- the insulating paper 42 can now either be pre-positioned on the transfer tool 35 on the inside or outside of the wire mat (depending on how the transfer tool 35 is designed) or on the compression tool 45, also on the inside or outside of the attached wire mat 27, it is also possible to cut the insulating paper 42, which is inserted endlessly, lengthwise before installing the wire mat in the stator. "Endless” means in relation to the dimension/number of slots of the stator.
- the insulating paper When the mat of wire 27 is installed in the stator, the insulating paper, either in continuous form or cut into segments, is located in the slots of the stator between the mat of wire and the stator.
- the wire mat 27 is installed in the stator using the pressing tool 45 .
- the insulating paper is then located on the outside of the wire mat 27, possibly already cut lengthwise in this state, and positioned with suitable holders.
- wire mat 27 it is also possible for the wire mat 27 to be wound up directly onto the pressing tool 45; figure 23 (Three signs are shown here)
- guide or sliding rollers 46 are provided which roll gently on the outside of the wires. It is envisaged that embossed or preformed insulation paper will be requested and transported by two movable rake holders and with it. The unfolded insulation paper is transferred from the rake to an auxiliary tool.
- the special feature of the arrangement is that the insulating paper is applied and preassembled before the wire mat is installed in the stator on the pressing tool 45 after the wire mat 27 x has already been arranged on the pressing tool 45 .
Landscapes
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- Power Engineering (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung eines Bauteiles einer elektrischen Maschine, wie zum Beispiel eines Stators mit einer aus Flachdraht gebildeten Drahtmatte oder einer aus Flachdraht gebildeten Drahtmatte für einen Stator.
- Die Erfindung bezieht sich ausdrücklich allgemein auf ein Bauteil einer elektrischen Maschine, insbesondere einer aus Flachdraht gebildeten Drahtmatte. Eine solche Drahtmatte oder Drahtwicklung wird in dem Stator einer elektrischen Maschine eingebaut, auch ein solcher Stator ist ein Bauteil im Sinne der hier beschriebenen Erfindung und Offenbarung. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung für die Herstellung eines solchen Bauteils. Sowohl das eingangs beschriebene Verfahren, wie auch die Vorrichtung dienen dazu, ein Bauteil einer elektrischen Maschine herzustellen, wobei im Stand der Technik gerade das Bauteil der elektrischen Maschine, zum Beispiel der Stator zu verbessern ist.
- Das Dokument
US 2012/0186081 A1 offenbart eine Anordnung eines flachen Leiters, welcher teilweise verdreht wird. - Das Dokument
US 2011/0227443 A1 offenbart einen Stator mit einer Wicklung aus einem flachen Draht, welcher teilweise gedreht ist. - Das Dokument
EP 1 128 530 A2 offenbart einen Stator mit einer Wicklung aus teilweise verdrehtem Dreht. - Die Dokumente
US 4 381 467 A undUS 3 118 015 A zeigen jeweils eine Veränderung von Drähten in einer Nut. - Das Dokument
DE 195 49 180 A1 offenbart einen Stator für eine elektrische Maschine mit einer mäanderförmig um die Pole gelegten, mehrere Windungen aufweisenden Erregerwicklung. Jede Windung der Erregerwicklung ist ein Bündelleiter aus mehreren parallel gewickelten Runddrähten, die auf Stirnseiten der Pole radial zu Jochachse nebeneinander liegen und im Bereich zwischen den Polen miteinander verdreht oder verdrillt sind. Als Zweck dieses Verdrillens ist angegeben, dass bei Verwendung von Runddraht sich der Wickel verfestigt, so dass er ausreichend steif und stabil ist, um außerhalb des Stators vorgefertigt werden zu können. - Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Vorschläge zu unterbreiten, die zu einem hinsichtlich seiner elektrischer Eigenschaften verbesserten Bauteil einer elektrischen Maschine führen.
- Dies wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beansprucht.
- Die Erfindung schafft gemäß einem ersten Aspekt davon ein Verfahren für die Herstellung eines Bauteiles einer elektrischen Maschine, mit einer aus einer Vielzahl von als Flachdrähte ausgebildeten Drähten gebildeten Drahtmatte, umfassend folgende Schritte:
- Anordnen der Vielzahl von Drähten nebeneinander in einer ersten Reihenfolge; und
- z-förmiges Abwinkeln der Drähte;
- Tauschen der Positionen der Drähte zur Bildung einer neuen, zweiten, zur ersten unterschiedlichen Reihenfolge;
- wobei vor dem Tauschen der Positionen der Drähte ein jeweils zweiter Draht in eine eigene Ebene ausgelenkt wird, und dann über einen jeweilig ersten Draht gekreuzt wird;
- wobei das Tauschen der Reihenfolge vor dem Z-förmigen Abwinkeln der Flachdrähte erfolgt.
- Im Folgenden werden Merkmale und Vorteile bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung näher erläutert.
- Üblicherweise wird der Draht, insbesondere ein Flachdraht auf einer Rolle vorgehalten, von welchen dieser abgezogen wird. Beim Richten des Drahtes wird der Draht so beansprucht, dass er gerade ist. Als Flachdraht wird hierbei ein Draht mit rechteckigen Querschnitt verstanden bei welchem die Seitenlängenverhältnisse (im Querschnitt) zum Beispiel 1,5 : 1 bzw. 2 : 1 oder 3 : 1 beträgt.
- Dieser Draht wird in die längsverlaufende Nut eines Stators oder Rotors eingesetzt. Es ist günstiger Weise vorgesehen, die Nutbreite etwas größer zu wählen als die kürzere Querschnittsseite des Drahtes. Hieraus resultiert, dass der Draht hochkant in der Nut eingesetzt ist. Bei dem Nutsprung, das bedeutet, wenn der Draht die erste Nut verlässt, dann giebeldachartig in einer Abwinkelung umgelenkt wird und dann in die nächste, zweite Nut wieder eintaucht, besteht das Problem, dass ein Biegen über die kurze Kante im Stand der Technik notwendig ist, was von Nachteil ist, da hieraus ein größerer Wickelkopfaufbau resultiert, beim Biegen höhere Belastungen auf die Isolationsschicht, die den Draht umgibt, besteht und pro Stator mehr Kupfer verbraucht wird.
- Um diese Nachteile zu vermeiden wird ein Biegeprozess über die hohe Kante, lange Seite bzw. lange Querschnittsseite durchgeführt. Hierfür ist gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens vor dem Biegen zum Erzeugen ein abschnittsweise Verdrillen des Drahtes vorgesehen.
- Dieser Vorschlag führt daher zu einer erheblichen Verbesserung des Bauteils der elektrischen Maschine, da das Verdrillen des Flachdrahtes den resultierenden Biegeradius erheblich reduziert und somit das Risiko gemindert wird, dass die Isolationsschicht auf dem Flachdraht in diesem Bereich beschädigt wird und aufgrund der zerstörten Isolierung Kurzschlüsse oder ähnliches auftreten .
- Des Weiteren ist in dem Vorschlag vorteilhafter Weise vorgesehen, dass der Flachdraht einer Drahtwicklung in der Nut des Bauteiles derart eingelegt ist, dass die kurze Querschnittseite des Flachdrahtes im Wesentlichen parallel zur Nuttiefe (also radial bei einem rotationssymmetrischen Bauteil) orientiert ist und der aus der Nut austretende Flachdraht zunächst über seine kurze Querschnittseite um ca. 30° bis 60° abgebogen ist, dann eine Verdrillung um seine Längsachse um ca. 90° aufweist, dann in diesem verdrillten Bereich um seine lange Querschnittseite um ca. 90° gebogen ist, dann eine Drillgegendrehung angeordnet ist und dann, nach einer Biegung um die kurze Querschnittseite um ca. 30° bis 60° in die nächste Nut eintaucht.
- Ausgestaltungen der Erfindung umfassen daher unter anderem auch die spezielle Ausgestaltung des Drahtes in einem Stator der, nachdem er aus der Nut des Stators oder Rotors austritt, zunächst über seine hohe Kante 7 oder lange Querschnittsseite 7 (im Schnitt des Flachdrahtes gesehen) um ca. 45° gebogen ist, dann eine Verdrillung um seine Längsachse um ca. 90° erfährt, dann in diesen verdrillten Bereich um seine kurze Querschnittsseite um ca. 90° gebogen wird, dann die Drillgegendrehung angeordnet ist und dann, nach einer Biegung um die lange Querschnittsseite um 45° wieder in die Nut eintaucht. Die hier angegebenen Bezugszeichen beziehen sich auf die
Figur 4 , bei welchem der Draht 5 im Schnitt dargestellt ist. Mit 7 ist die hohe Kante oder lange Seite bzw. Querschnittsseite gekennzeichnet, die schmale Seite oder kurze Kante trägt das Bezugszeichen 8. - Üblicherweise besteht die in den Stator einzubauende Drahtmatte bzw. Wellenwicklung oder Drahtwicklung aus einer Vielzahl parallel angeordneter Drähte, üblicherweise 12 Drähte. Dem Fachmann ist klar, dass die hier beschriebenen Technologien, auch wenn sie für den Einzeldraht ausgeführt sind, problemlos auch für eine Drahtanordnung von mehreren, parallel verlaufenden Drähten in gleicher Weise zu verstehen ist.
- Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlags ist vorgesehen, dass nach dem Verdrillen ein abschnittsweise Z-förmiges Abwinkeln des Flachdrahtes erfolgt.
- Unter einem Z-förmigen Abwinkeln versteht man die Tatsache, dass die Vielzahl von in einer gemeinsamen Drahtebene bevorzugt parallel orientierter Drähte in der Drahtebene parallel versetzt werden, wie dies zum Beispiel in
Figur 6a, 6b gezeigt ist. - Des Weiteren ist vorgesehen, dass nach dem Z-förmigen Abwinkeln ein Aufwickeln, insbesondere schraubenlinienartiges Aufwickeln des Flachdrahtes auf einen Träger erfolgt und hiernach ein Übertragen der so erzeugten Drahtmatte auf ein Montagewerkzeug.
- Des Weiteren ist in dem Vorschlag vorteilhafter Weise folgender Schritt vorgesehen:
Montage der Drahtmatte in dem Bauteil derart, dass die zweiten unverdrillten Drahtbereiche der Drahtmatte in Nuten des Bauteiles eingeführt werden, die zweiten unverdrillten Drahtbereiche unterschiedlicher Nuten eines Flachdrahtbereiches von einer Abwinkelung verbunden sind und die Abwinkelung zumindest teilweise den ersten unverdrillten Drahtbereich aufnimmt. - Der Vorschlag sieht mehrere Varianten vor. Zunächst ist vorgesehen, dass die Abwinkelung zumindest teilweise den ersten unverdrillten Drahtbereich aufnimmt. Das bedeutet, dass sich der erste unverdrillte Drahtbereich auch außerhalb der Abwinkelung befindet, also zum Beispiel am axialen Ende der Nut. Im Stator ist dann zum Beispiel (gegebenenfalls durch eine entsprechende Aufweitung der Nut an ihren Enden) auch der Verdrillungsabschnitt vorgesehen, der sich zwischen dem ersten und zweiten unverdrillten Drahtbereich befindet.
- Alternativ ist vorgesehen, dass die Abwinkelung den ersten unverdrillten Drahtbereich vollständig aufnimmt.
- Für die Ausgestaltung der Vorrichtung sind verschiedene Alternativen vorgesehen.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Spannvorrichtung wie auch die Verdrillvorrichtung je aus zwei zusammenwirkenden Backenteilen zum zeitweisen Festklemmen des Flachdrahtes zwischen den Backenteilen gebildet ist. Dieser Vorschlag führt zu einem diskontinuierlich laufenden Herstellungsprozess.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Spannvorrichtung wie auch die Verdrillvorrichtung, je aus zwei zusammenwirkenden, je um eine Rotationsachse rotierende Formrolle gebildet ist. Mit dieser Variante ist ein kontinuierlicher Herstellungsprozess realisierbar, geschickter Weise besitzen die Formrollen entsprechende Führungsnuten, um eine möglichst formschlüssige Führung des Flachdrahtes zu bewirken. Durch ein gemeinsames Verschwenken der Rotationsachsen der Verdrillvorrichtung wird eine Verdrillung in den Flachdraht eingearbeitet. Geschickter Weise ist vorgesehen, dass der Verschwenkwinkel 90° beträgt. Der Flachdraht ist, im Querschnitt gesehen, rechteckig. Es reicht daher eine Verschwenkung von 90°, um die kürzere Querschnittskante oder Querschnittsseite für die Biegung zu positionieren.
- Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlags ist vorgesehen, dass sich die Verdrillvorrichtung zwischen zwei Spannvorrichtungen befindet. So wird in dem Verdrillprozess in einem Schritt, neben der ersten Verdrillung, auch gleich die Drillgegendrehung in den Flachdraht eingearbeitet.
- Wie oben erläutert schlägt die Erfindung ein Verfahren für die Herstellung eines Bauteiles einer elektrischen Maschine, wie zum Beispiel eines Stators vor, mit einer aus einer Vielzahl von Drähten, insbesondere von Flachdrähten gebildeten Drahtmatte, welche folgende Schritte aufweist:
Anordnen der Vielzahl von Drähten in einer ersten Reihenfolge 1,2,3,4,... - Tauschen der Positionen der Drähte zur Bildung einer neuen, zweiten Reihenfolge 2,1,4,3,...
- Zur Durchführung dieses Verfahrens umfasst die Erfindung auch eine Vorrichtung für das Ändern der Reihenfolge von einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Drähte, insbesondere Flachdrähte, wobei in der Vorrichtung zumindest eine Auslenk- und eine Kreuzungsstation vorgesehen ist, die Auslenkstation zumindest einen Teil der Drähte in eine andere Drahtebene auslenkt und die Kreuzungsstation einen Teil der Drähte in einer Bewegung rechtwinklig zur Längserstreckung der Drähte derart versetzt, dass sich die Reihenfolge der angeordneten Drähte verändert. Dabei ist vorgesehen, dass Auslenk- und Kreuzungsstation voneinander (in Förderrichtung des Drahtes) beabstandet sind, oder in einer integrierten Auslenk-Kreuzungsstation realisiert ist.
- Dabei ist der Einsatz der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung und des Verfahrens sehr variabel in Bezug auf die Art und Weise wie die Drähte zugeführt werden. Die Drähte können, wie es auch in den Figuren gezeigt ist, nebeneinander, linear angeordnet sein. Es ist aber auch möglich die Drähte in mehrreihigen Gruppen oder Teilen bereit zu stellen.
- Zur Durchführung dieses Verfahrens umfasst die Erfindung des Weiteren eine Vorrichtung für das Ändern der Reihenfolge von einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Drähte, insbesondere Flachdrähte, wobei die Drähte paarweise in Drahtaufnahmen geführt sind und die Drahtaufnahmen je um eine Rotationsachse drehbar ist, die im Wesentlichen parallel orientiert ist zu der Längserstreckung der in der Drahtaufnahme geführten Drähte.
- Es ist gefunden worden, dass elektrische Maschinen, zum Beispiel Statoren, bessere elektrische Eigenschaften z.B. einen besseren Wirkungsgrad aufweisen, wenn in gewissen Bereichen ein paarweiser Drahttausch vorgesehen ist. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung und das dazugehörige Verfahren führen somit zu einem verbesserten Stator.
- Dabei beschränkt sich die Erfindung nicht nur auf einen paarweisen Tausch. Die vorgeschlagen Verfahren und Vorrichtungen sind geeignet, eine beliebige neue Reihenfolge der Drähte nebeneinander zu realisieren.
- Die Erfindung umfasst auch ein paarweises Tauschen der Positionen der Drähte zur Bildung einer zweiten Reihenfolge 2,1,4,3,....
- Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass vor dem Tauschen der Positionen der Drähte jeder zweite Draht in eine eigene Ebene ausgelenkt wird, und dann über den jeweilig ersten Draht gekreuzt wird.
- Üblicherweise werden die Mehrzahl von Drähten in einer gemeinsamen Ebene geführt, ohne aber die Erfindung hierauf beschränken zu wollen. Es ist natürlich auch möglich, dass die einzelnen Drähte gruppiert oder auch gebündelt geführt werden, wenn die entsprechende Reihenfolge definiert ist. Mit Blick auf die Einbausituation in der elektrischen Maschine (z.B. im Stator) ist es jedoch günstig, dass ein Großteil der Drähte, wenn nicht sogar alle Drähte parallel, in einer gemeinsamen Drahtebene geführt werden. Um den Vertauschprozess einzuleiten, ist ein paarweiser Platzwechsel der Drahtposition vorgesehen, d.h. zumindest jeder zweite Draht wird, wie beschrieben, ausgelenkt.
- Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass vor, bei oder nach dem Auslenken des jeweils zweiten Drahtes in diesen Draht ein Drahtvorrat eingeformt wird. Bevorzugt wird dieser Drahtvorrat als Rundung ausgebildet, ohne die Erfindung auf diese geometrische Ausgestaltung zu beschränken. Aus diesem Drahtvorrat wird dann bei der Z-Abwicklung der Längenunterschied kompensiert.
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Tauschen der Reihenfolge vor dem Z-förmigen Abwinkeln erfolgt.
- Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die verschiedenen Maßnahmen, die beschrieben worden sind, auch in einem gemeinsamen Prozess bzw. in einer Anlage gemeinsam realisiert werden können. Daher umfasst die Erfindung auch eine Anlage für die Herstellung der Drahtmatte oder Drahtwicklung eines Bauteiles einer elektrischen Maschine wie zum Beispiel eines Stators, welche sowohl eine Vorrichtung für das Ändern der Reihenfolge von einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Drähte wie auch eine Vorrichtung für die Herstellung eines abschnittsweisen verdrillten Flachdrahtes aufweist. Eine solche Anlage kombiniert die vorgenannten Vorteile und verbessert erheblich den eingangs beschriebenen Stand der Technik.
- In diesem Zusammenhang wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle in Bezug auf die Vorrichtungen beschriebenen Merkmale und Eigenschaften aber auch Verfahrensweisen sinngemäß auch bezüglich der Formulierung der erfindungsgemäßen Verfahren übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitoffenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung, das bedeutet, nur in Bezug auf die Verfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale können auch im Rahmen der Vorrichtungsansprüche berücksichtigt und beansprucht werden und zählen ebenfalls zur Offenbarung.
- Des Weiteren umfasst die Erfindung auch die Verwendung der Vorrichtung für die Herstellung eines abschnittsweisen verdrillten Flachdrahtes für die Herstellung einer Drahtmatte oder Drahtwicklung eines Stators. Dabei weist die Vorrichtung zumindest eine erste Spannvorrichtung auf, die in Förderrichtung des Flachdrahtes vor einer Verdrillvorrichtung angeordnet ist und die Verdrillvorrichtung relativ zur Spannvorrichtung um einen Verschwenkwinkel verschwenkbar, insbesondere um die Längserstreckung des Flachdrahtes verschwenkbar ist.
- Dem Fachmann ist in diesem Zusammenhang auch klar, dass ein Bauteil einer elektrischen Maschine nicht nur der Stator oder Rotor ist, sondern zum Beispiel auch eine Drahtmatte oder Drahtwicklung.
- In der Zeichnung ist die Erfindung insbesondere in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:
-
Fig. 1 in einer Seitenansicht eine Verdrillmaschine; -
Fig. 2 in einer schematischen Ansicht die Funktionsweise der inFigur 1 gezeigten Verdrillmaschine; -
Fig. 3 in einer Ansicht eine Verdrillmaschine für eine Vielzahl parallel angeordneter Drähte; -
Fig. 4 ein Detail der Verdrillmaschine nachFig. 3 , insbesondere mit einem Querschnitt des Flachdrahtes; -
Fig. 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f je in einer Ansicht eine Verdrillmaschine nachFig. 3 in verschiedenen Stellungen zusammen mit dem jeweiligen Detail nachFig. 4 ; -
Fig. 6a, 6b das Einprägen der Z-Abwinkelung in eine Anordnung von parallel verlaufenden Drähten; -
Fig. 7a, b bis16a, b undFig. 39 je in einer dreidimensionalen Ansicht (jeweils mit dem Figurzusatz "a") sowieFig. 39 , und in je einer Detailansicht (jeweils mit dem Figurzusatz "b") in Richtung des Pfeiles 20 (siehe zum BeispielFig. 7a ) eine Maschine zur Herstellung der Wellenwicklung, in unterschiedlichen Positionen -
Fig. 17 in einer Draufsicht eine Kombination der Maschine zur Herstellung der Wellenwicklung mit einem Aufrollautomaten; -
Fig. 18 Detail nachFigur 17 ; -
Fig. 19 in einer Draufsicht eine weitere Kombination der Maschine zur Herstellung der Wellenwicklung mit einem Aufrollautomaten; -
Fig. 20 ein Detail nachFigur 19 ; -
Fig. 21 in dreidimensionaler Ansicht und darüber angeordneter seitlicher Ansicht eine spezielle Ausgestaltung des eingesetzten Isolationspapieres; -
Fig. 22,23 Übergabe der Drahtmatte von dem Übertragungswerkzeug an das Verpresswerkzeug in 2 verschiedenen Varianten; -
Fig. 24 in einer dreidimensionalen Ansicht eine weitere Variante der Verdrillmaschine nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
Fig. 25a, 25b je in einer Ansicht unterschiedliche Stellungen der Verdrillmaschine nachFig. 24 ; -
Fig. 26a, b, c, 27a, b, c, 29a, b, c, 31a, b, c, 33a, b, c der Herstellungsprozess der Drahtwicklung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Stellungen (Fig. 26, 27 ,29 ,31 ,33 ) und in verschiedenen Ansichten, wobei die Figuren mit dem Zusatz "c" die Verdrillmaschine nachFig. 24 , die Figuren mit dem Zusatz "b" die parallelen Drähte in Draufsicht und mit dem Zusatz "a" die parallelen Drähte in Seitenansicht zeigen; -
Fig. 28 eine Ansicht eines Details nachFig. 26c, 27c ; -
Fig. 30 eine Ansicht eines Details nachFig. 29c Fig. 32a, 32b je eine Ansicht eines Details nachFig. 31c ; -
Fig. 34a, 34b je in einer Draufsicht ein Detail nachFig. 33c ; -
Fig. 35a, 35b der Herstellungsprozess der Drahtwicklung (hier die Z-Abwinkelung nachFig. 6a, 6b ) nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Stellungen; -
Fig. 36a, 36b, 36c den Stator, hergestellt mit einem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung in einer dreidimensionalen Ansicht (Fig. 36a ) und in Details hiervon inFig. 36b, 36c ; -
Fig. 37a, 37b, 37c, 37d in einer Ansicht eine Figurensequenz der verschiedenen Stellungen der Vertauschstation nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
Fig. 38 in einer dreidimensionalen Ansicht die Vertauschstation nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
Fig. 39a, 39b, 39c in einer Ansicht eine Figurensequenz der verschiedenen Stellungen der Ausgleichstation nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
Fig. 40 in einer schematischen Ansicht ein Detail des erfindungsgemäß herzustellenden Bauteils - In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben. Die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sind sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragbar. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiterhin können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige Lösungen darstellen.
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Figur 1 zeigt eine Verdrillmaschine 1 in einer Seitenansicht. Mit 10 ist ein Durchführkanal für den Draht 5 gezeigt. Der Kanal 10 befindet sich in den Führungsbuchsen 2, die am Anfang und Ende der Maschine angeordnet sind. Mittig, zentral ist die Verdrillvorrichtung 4 vorgesehen, die gegen den eingeführten Draht anstellbare Backenteile aufweist. Der Draht 5 wird in die davor und dahinter liegende Spannvorrichtung 3 festgeklemmt, die Spannvorrichtung 3 bleibt ortsfest, während sich die Verdrillvorrichtung 4 um die Drahtlängsachse (x-Achse) um zum Beispiel 90° dreht, was mit dem gebogenem Pfeil 6 angedeutet ist. -
Figur 2 zeigt diesen Ablauf schematisch. Die Verdrillvorrichtung 4 befindet sich zwischen der eingangsseitig ersten Spannvorrichtung 3,3a und der ausgangsseitigen zweiten Spannvorrichtung 3,3b. Die Förderrichtung des Drahtes 5 ist mit dem Pfeil 100 gekennzeichnet. - Sowohl die Spannvorrichtung 3 wie auch die Verdrillvorrichtung 4 weisen je zusammenwirkende Backenteile auf. Im geschlossenen Zustand dieser Vorrichtungen, wenn diese also den Draht 5 halten, verlaufen die Kanten des Flachrates jeweils zueinander parallel und auch gerade, d.h. parallel zur Längserstreckung des Flachdrahtes 5.
- Sobald die Verdrillvorrichtung 4 zum Beispiel um 90° gedreht ist, bildet sich in dem Draht 5, zwischen der ersten Spannbacke 3, 3a und der Verdrillvorrichtung 4 ein erster Verdrillungsabschnitt 101a, sowie nach der Verdrillvorrichtung 4 und der zweiten Spannbacke 3, 3a ein zweiter Verdrillungsabschnitt 101b aus. Zwischen den beiden Verdrillungsabschnitten 101a und 101b entsteht dann der Verdrillungsbereich 18. Im Verdrillungsbereich 18 verlaufen die Kanten des Flachdrahtes wieder gerade und parallel zueinander, wohingegen sich die Kanten des Flachdrahtes 5 in den Verdrillungsabschnitt 101a, 101b entlang einer im Raum gebogenen Linie oder einer Schraubenlinie erstrecken.
- Die Verdrillung in dem zweiten Verdrillungsabschnitt 101b ist der Verdrillung im ersten Verdrillungsabschnitt 101a entgegengesetzt und zwar in Drehrichtung und Verschwenkwinkel (bezogen auf die Längserstreckung des Drahtes), dieser zweite Verdrillungsabschnitt 101b wird im Rahmen dieser Offenbarung auch als Drillgegendrehung bezeichnet bzw. beschrieben.
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Figur 3 zeigt eine Ansicht der Verdrillvorrichtung 4 einer Verdrillmaschine 1, die in der Lage ist, eine Mehrzahl von parallel angeordneten Drähte 5 um ihre jeweilige Längsachse zu verdrillen. Die Drähte 5 erstrecken sich rechtwinklig zur Zeichenebene. Die Verdrillbacke 4 besteht aus einem Unterteil 11 und einem Oberteil 12, die zueinander verschwenkbar sind. Das Unterteil 11 und das Oberteil 12 tragen jeweils Halter 13, 14 die an ihrem vorderen, einander zugewandtem Ende je eine Ausnehmung 15 aufweisen und dafür vorgesehen sind, den Draht 5 radial zu ergreifen. Dies ist insbesondere inFigur 4 gezeigt. -
Figur 4 zeigt ein Detail nachFigur 3 . Das Oberteil 12 ist für jeden einzelnen Draht 5 mit einem oberen Halter 14 ausgestattet, der eine rechtwinklige Ausnehmung 15 aufweist, der so gebildet ist, um den Draht 5 formschlüssig einzufassen. Das Unterteil 11 besitzt analog hierzu einen unteren Halter 13 und eine gleichartig ausgebildete Ausnehmung 15. Der hier gezeigte Draht 5 ist als Flachdraht 5 ausgebildet, d.h., sein Querschnitt ist rechteckig, wobei die einzelnen Querschnittsseiten 7,8 nicht gleich lang sind. Die lange Querschnittsseite ist mit dem Bezugszeichen 7, der kurzen Querschnittsseite mit 8 gekennzeichnet. - In
Figur 3 , bzw.Figur 4 ist die Verdrillvorrichtung 4 geöffnet gezeigt, d.h., die Ausnehmungen 15 liegen nicht an dem Flachdraht 5 an. - In der Abfolge der
Figuren 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f ist die Prozessabfolge für das Verdrillen von mehreren, parallel angeordneten Drähte 5 gezeigt. Die Figurensequenz nachFig. 5a, 5b. 5c, 5d, 5e, 5f umfasst Doppelbilder. Die Gesamtansicht oben entspricht der Ansicht nachFig. 3 , das Detail darunter der Ansicht nachFig. 4 . Der Aufbau ist wie inFigur 3 , die Bezugszeichen gelten hier analog. -
Figur 5a zeigt die Grundstellung, sie entspricht der Darstellung nachFig. 3 und 4 . Die Klemmung mit den Haltern 13, 14 ist offen. - In
Figur 5b ist die Klemmung geschlossen. Der Flachdraht 5 ist formschlüssig von den beiden Haltern 13, 14 gehalten. - In
Figur 5c ist eine Verdrehung von Ober- und Unterteil 11, 12 in Uhrzeigerrichtung um 45° erfolgt. Die zunächst diagonal orientierten Halter 13,14 (vergleicheFigur 5a, 5b ) sind nunmehr vertikal orientiert. - In
Figur 5d ist eine Verdrehung auf 60° gezeigt, inFigur 5e ist eine Verdrehung auf 90° gezeigt. - In
Figur 5f ist das Verdrillen auf 90° erfolgt und die Klemmung der Halter 13, 14 ist offen. Da der Draht in vor und hinter der Verdrillvorrichtung angeordneten Spannvorrichtung ortsfest festgehalten ist, ist der Draht nunmehr hier abschnittsweise verdrillt und wird dann in Längsrichtung des Drahtes (X-Richtung) weiter getaktet. - Neben dem hier als diskontinuierlich ausgeführten Prozess ist natürlich auch ein kontinuierlicher Verdrillprozess möglich, der zum Beispiel durch mitlaufende Formscheiben mit unterschiedlicher Nutgeometrie längs des Umfanges ausgestaltet ist.
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Fig. 40 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Detail des erfindungsgemäßen Bauteils, hier einen Stator 66. Der Stator 66 ist üblicherweise ein rotationssymmetrischer Körper mit einer Vielzahl von Nuten/Innennuten 70, in die in einer radialen Nach-Außen-Bewegung die Drähte 5, genaugenommen die gerade verlaufenden Stege, bzw. zweite unverdrillte Drahtbereiche 71 eingelegt sind. - In der hier gezeigten Ansicht ist die kurze Querschnittseite des Flachdrahtes 5 im Wesentlichen parallel zur Nuttiefe (radial) orientiert und der aus der Nut 70 austretende Flachdraht 5 zunächst über seine kurze Querschnittseite um ca. 30° bis 60° abgebogen. Es schließt sich dann ein Verdrillungsabschnitt 101a an, der den Flachdraht 5 um 90° um seine Längsachse drillt. In der Ansicht verjüngt sich daher die Breite des Drahtes 5. Es schließt sich dann ein erster unverdrillter Drahtbereich 18 an, der auch den Winkel 72 von ca. 90° einschließt. Der gesamte Bereich des außerhalb der Nut 70 befindlichen Flachdrahtbereiches wird als Abwinkelung bezeichnet. Die Anordnung ist bezüglich des Winkels 72 symmetrisch, in dem Verdrillungsabschnitt 101b wird die Drillgegendrehung realisiert, dann taucht der Flachdraht 5 nach einem kleinen Bogen in die nächste Nut 70 ein.
- Mit dem gestrichelten Bereich C wird angedeutet, dass sich die Verdrillungsabschnitte 101a, 101b alternativ auch im Stator 66 befinden kann. Die Nuten 70 erstrecken sich dabei über die gesamte Bauhöhe des Stators 66. Im unteren Bereich ist links schematisch die Einlegesituation des Flachdrahtes 5 in der Nut 70 gezeigt.
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Figur 6a zeigt die Ausgangsposition,Figur 6b die Position nach ausgeführten Z-Versatz oder Einprägen einer Z-Abwinkelung - Die Anordnung von parallelen Drähten 5 wird in einer ersten Spannbacke 16 und einer hiervon in Förderrichtung 100 des Drahtes 5 beabstandeten zweiten Spannbacke 17 festgehalten. Es ist klar, dass die gezeigten Spannbacken 16, 17 jeweils aus zwei zusammenwirkenden Teilbacken bestehen, die, je nach ihrer Stellung zueinander, zwischen sich der Draht 5 festhalten oder freigeben.
- Die Anordnung der Enden der Spannbacke 16, 17 zueinander ist dabei so, dass zwischen ihnen ein verdrillter Bereich 18 der Drähte 5 liegt, der nicht von einer Spannbacke festgehalten ist.
- Zur Einprägung der Z-Abwinkelung wird dann die zweite Spannbacke 17 um eine Schwenkachse, die rechtwinklig auf den Drähten 5 und rechtwinklig auf der Zeichenebene steht, um eine Verschwenkbewegung 19 geschwenkt, wobei die Ausrichtung der zweiten Spannbacke 17 parallel zur Ausrichtung der ersten Spannbacke 16 verbleibt. Das bedeutet, dass der durch die zweite Spannbacke 17 gehaltene Drahtbereich weiterhin parallel ist zu dem Bereich der Draht 5, die in der Spannbacke 16 gehalten sind.
- Dieser Z-Versatz definiert letztendlich den Nutsprung, den der jeweilige Draht 5 überwindet, wenn er im eingebauten Zustand aus der ersten Nut des Stators auftaucht und dann einer gewissen Entfernung von dieser ersten Nut in eine zweite Nut wieder eintaucht.
- In
Figur 24 ist eine weitere Variante der Verdrillmaschine 1 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die hier gezeigte Verdrillmaschine 1 ist als manuell zu betätigende Vorrichtung ausgelegt, das gleiche Prinzip lässt sich aber auch in einer automatisierten Maschine mit entsprechender Steuerung realisieren. Die hier gezeigte Verdrillmaschine 1 besteht zum einen aus der Verdrillstation 46, die für das Verdrillen der Drähte 5 (vergleicheFigur 5a bis 5f ) dient. Des Weiteren weist die Verdrillmaschine 1 auch eine Abwinkelungsstation 47 auf, die in Förderrichtung 100 des Drahtes 5 nach der Verdrillstation 46 vorgesehen ist und für das Einprägen der Z- Abwinkelung (vergleiche Figur Ziffer 6) verantwortlich ist. -
Fig. 25a, 25b zeigen je in einer Ansicht unterschiedliche Stellungen der Verdrillmaschine nachFig. 24 . InFig. 25a ist gut zu sehen, dass die Verdrillstation 46 über den Schlitten 48 auf einer Führungsbahn 49 beweglich (manuell oder motorisch angetrieben) gelagert ist. Die hieraus resultierende Beweglichkeit ist im Wesentlichen parallel zu der Längserstreckung der Drähte 5 und somit auch zu deren Förderrichtung 100. Auf dieser Führungsbahn 49 sitzt auch die bewegliche Spannbacke 16 der Abwinkelungsstation 47, hierzu ist der Schlitten 54 vorgesehen. - Die Abwinkelungsstation 47 besitzt neben der beweglichen Spannbacke 16 auch eine feste Spannbacke 17, wobei sich die bewegliche Spannbacke 16 zwischen der feststehenden Spannbacke 17 und der Verdrillstation 46 befindet.
- Genau genommen ist eine Kreuztischführung vorgesehen. Die bewegliche, erste Spannbacke 16 und die Verdrillstation 46 sind über die Führungsbahn 49 auf dem Schlitten 53 gelagert, der auf einer Führungsbahn 52 bewegbar und positionierbar ist, wobei die Längserstreckung der Führungsbahn 52 rechtwinklig ist zur Längserstreckung der Führungsbahn 49. Gegenüber dieser Kreuztischführung ist die feststehende Spannbacke 17 ortsfest. In der Verdrillstation 46 bleiben die Drähte 5 nach dem Verdrillen geklemmt. Nun wird die Verdrillstation 46 in Richtung der feststehenden Spannbacke 17, bis zum Anschlag verschoben, wobei die feststehende Spannbacke 17 hierbei die Drähte 5 nicht klemmt, also geöffnet ist. Anschließend wird die feststehende Spannbacke 17 geklemmt, die Verdrillstation geöffnet (gibt die Drähte 5 frei) und wieder in die Ausgangsposition nach
Figur 25 a zurückgeschoben. Die bewegliche Spannbacke 16 ist dabei geöffnet. -
Figur 26 c zeigt eine Ausgestaltung der Verdrillmaschine 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zwischen der feststehenden Backe 17 und der beweglichen Backe 16 befindet sich die Vertauschstation 55. Aufgabe der Vertauschstation 55 ist, die Reihenfolge bzw. Positionen der Drähte 5 paarweise gezielt zu kreuzen oder zu tauschen. Die Figurensequenz nach FigurFig. 26, 27 ,29 ,31 ,33 zeigt diesen Positionstauschprozess. Dabei besteht die Vertauschstation 55 aus einer oberen Drahtklemmung 56 und einer unteren Drahtklemmung 57, wie dies insbesondere inFigur 28 zu sehen ist, wo eine Ansicht in Blickrichtung der Drähte 5 gezeigt ist. Zu beachten ist, dass die Vertauschstation 55 zwischen der festen Spannbacke 17 und der beweglichen Spannbacke 16 nur bei Bedarf (manuell) eingesetzt wird, oder, bei einer automatisch laufenden Maschine zeitlich beschränkt an die Drähte 5 angestellt wird. - In der Figurensequenz nach Figur
Fig. 26, 27 ,29 ,31 ,33 zeigen die Figuren verschiedene Ansichten, wobei die Figuren mit dem Zusatz "c" die Verdrillmaschine nachFig. 24 , die Figuren mit dem Zusatz "b" die zwölf parallelen Drähte in Draufsicht und mit dem Zusatz "a" die zwölf parallelen Drähte in Ansicht. - In
Fig. 26 a sind die beiden Verdrillungsabschnitte 101 a und 101 b markiert, in welchen die seitlichen Kanten des Flachdrahtes 5 auf einem Winkelbogen von 90° einer Schraubenlinie folgen. Zwischen den beiden Verdrillungsabschnitten 101 a und 101 b befindet sich der Verdrillungsbereich 18. - In
Figur 28 sind gut die verschiedenen Drähte 5a, 5b gezeigt. Durch das Zusammenfahren der oberen und unteren Drahtklemmung 56,57 werden der erste, dritte, fünfte, siebte, neunte und elfte Draht 5a nach unten gebogen, der zweite, vierte, sechste, achte, zehnte und zwölfte Draht 5b nach oben. Das Resultat dieses Vorganges ist inFigur 27 a zu sehen, wo nunmehr rechts die zunächst eingangsseitig in einer Ebene befindlichen Drähte 5 in zwei Teilebenen der Drähte 5a und 5b aufgeteilt sind. Nachdem diese Auslenkung oder Verbiegung stattgefunden hat werden die Drähte 5 in der Drahtklemmung 56,57 geklemmt. Zu beachten ist, dass hierbei die feststehende Backe 17 geschlossen ist, also auch hier die Drähte 5 geklemmt sind. - In
Figur 29 a, b, c ist der nächste Schritt gezeigt. In die unteren Drähte 5a (von links nach rechts der erste, dritte, fünfte, siebte, neunte und elfte Draht 5a der anfangs zwölf parallel geführten Drähte 5) werden durch Drücken in senkrechter Richtung (siehe Pfeil 200) zur Längserstreckung der Drähte 5 mit einer Rolle 59 (sieheFigur 30 ) je eine Rundung 58 eingeformt. Damit soll, nach dem paarweisen Tausch der Drähte, vor der Z -Verschwenken eine Ausweichmöglichkeit dieser Drähte bzw. Drahtvorrat vorgesehen werden. Die Rolle 59 besteht dabei aus einer Vielzahl von Scheiben unterschiedlichen Durchmessers, die abwechselnd auf einer gemeinsamen Welle aufmontiert sind. Jede Scheibe ist einem Draht 5 zugeordnet, wobei die Scheiben mit dem großen Durchmesser für die Einprägung der Rundung 58 vorgesehen sind, wohingegen die Scheiben mit dem kleinen Durchmesser keine Einformung in dem Draht 5 vornehmen, sondern nur zu dessen Führung dienen. - Der paarweise Leitertausch ist am besten in
Figur 32b , was eine Detailansicht der Ansicht nachFigur 32a ist, beschrieben.Figur 32b zeigt die Vertauschstation 55, bei welchem die obere Drahtklemmung 56 und untere Drahtklemmung 57 die Drähte 5a, 5b der oberen und unteren Ebene festhalten. Nun wird die untere Drahtklemmung 57 relativ zur oberen Drahtklemmung 56 entlang des Pfeiles 590 bewegt, dabei ist die Richtung des Pfeiles 590 nach rechts im Wesentlichen rechtwinklig zu der Längserstreckung der Drähte 5a, 5b. Der Versatz in Richtung des Pfeiles 590 entspricht dabei gerade zweimal dem Drahtabstand der eingangs parallel liegenden Drähte 5, wodurch sich ein Leitertausch ergibt. - Das Ergebnis dieses Verschiebens ist in
Figur 31b zu sehen, wo gerade im Verdrillungs- oder Verdrillbereich 18 nun auch eine Kreuzung der benachbarten Drähte 5a und 5b erfolgt. Dieser Kreuzungsbereich ist mit dem Bezugszeichen 60 gekennzeichnet. Es kreuzen sich hier der erste und der zweite Draht, sowie der dritte und vierte Draht, sowie der fünfte und sechste Draht, sowie der siebte und achte Draht, sowie der neunte und zehnte Draht und der elfte und zwölfte Draht. Die Nummerierung der einzelnen Drähte 5 ist inFigur 31b links angegeben. - In dem Verdrillbereich 18, der auch gleichzeitig Kreuzungsbereich 60 ist, wird nun auch noch die Z-Abwinkelung 45 eingearbeitet, wie dies zum Beispiel in
Figur 33 b gezeigt ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die bewegliche Spannbacke 16 zusammen mit der Verdrillstation 46 in einer kreisförmigen Verschwenkbewegung 19 in Uhrzeigerrichtung geschwenkt wird, was aufgrund der Kreuzschlittenführung (sieheFigur 25 a) problemlos möglich ist. Damit tatsächlich eine kreisförmige Verschwenkbewegung 19 resultiert ist zwischen der feststehenden Spannbacke 17 und der beweglichen Spannbacke 16 ein beweglich gelagerter Lenker 61 vorgesehen, der sich in jeweiligen Drehpunkte 62 (in der feststehenden Spannbacke 17) und 63 (in der beweglichen Spannbacke 16) abstützt, sieheFigur 34 b. Auf den ersten Blick erscheint es aufwändig, einen großen Teil der Verdrillmaschine 1 verschwenkbar zu lagern. Die bietet aber den Vorteil, dass die parallelen Drähte 5 rechts, am Ende der Verdrillmaschine 1 (siehe z.B.Fig. 35 a) , nach der Abwinkelungsstation 47 immer an der gleichen Position die Verdrillmaschine 1 verlassen, was das nachfolgende Aufwickeln dieses Drahtpaketes auf das Schwert 24 (siehe zum BeispielFigur 7 linke, große Teilfigur) erheblich erleichtert. - Da die Drähte 5a und 5b ja nun in unterschiedlichen Ebenen geführt sind liegen auch deren Drehpunkte zur Ausbildung der Z-Abwinkelung nicht an der gleichen Stelle. Hieraus resultiert bei einem Vergleich der Ausgestaltung der Rundung 58 nach
Figur 33a und der Rundung 58 nachFigur 31a eine gewisse Änderung nämlich, dass die Rundung 58 nachFigur 33a größer d.h. stärker gebeult ist, in diese Rundung 58 wurde der Längenunterschied der aus der Verschränkung (und damit verbundenen Stauchung der unteren Drähte 5a ) resultiert, kompensiert. -
Figur 35 a zeigt die Verdrillmaschine 1 nochmals ohne die eingesetzte Vertauschstation 55. Es ist ein Vorzug des Vorschlages, dass die Verdrillmaschine 1 bei Bedarf um die Vertauschstation 55 ergänzt werden kann, um, wenn benötigt, den Drahtvertauschprozess durchführen zu können. Dieser wird aber nur selten benötigt, weswegen bei der Vielzahl von einzuarbeiten Z- Abwinkelungen, die Vertauschstation 55 nicht immer benötigt wird. Die feststehende Spannbacke 17 ist auf dem Gestell ortsfest angeordnet, gegenüber dem Gestell ist der übrige Teil der Verdrillmaschine 1, insbesondere die Verdrillstation 46 und die bewegliche erste Spannbacke 16 auf der Kreuztisch-Anordnung beweglich, diese Beweglichkeit ist durch die beiden rechtwinkligen Pfeile 64 und 65 angedeutet, die, wenn sie geschickt überlagert sind und durch, zum Beispiel einen Lenker 61 geführt sind, zu der Verschwenkbewegung 19 (sieheFigur 35 b) führt. - In
Figur 36a ist ein Stator 66 einer elektrischen Maschine schematisch dargestellt. Der ringförmige Stator 66 ist mit einer Vielzahl von (Innen) -Nuten 70 ausgestattet, in die die Drähte 5 in mehreren Lagen übereinander eingelegt sind. Die Drähte 5 werden dabei als Drahtwicklungen eingelegt, wobei die Drahtwicklungen jeweils aus Stegen 71 bestehen, die in die Nuten 70 eingelegt sind und an jeweiligen axialen Enden durch eine giebeldachartige Abwinkelung 72 den Nutsprung zur nächsten Nut 70 ausführen. Dabei ist vorgesehen, dass die Drahtwicklung zwei Anschlussbereiche 67,68 aufweist, die entsprechende Anschlussmöglichkeit ermöglichen. - Die Drahtwicklung besteht hierbei aus zwölf parallel verlaufenden Drähten 5, hieraus resultiert, dass auch die Anschlussbereiche 67,68 jeweils zwölf Drahtenden aufweisen. Die Drahtwicklung wird dabei als Ganzes in drei Reihen in den Stator 66 eingesetzt, die dazu führen, dass jeweils sechs Stege 71 in einer Nut 70 angeordnet sind.
- Die normale (überwiegende) Drahtanordnung ist dabei derart (siehe
Fig 36b und c was eine Vergrößerung des elliptischen Bereiches nachFig 36a ist) , dass der erste Draht A aus der ersten Nut 701 aus einer ersten radialen Schicht austaucht, dann ( wie alle andern Drähte auch) eine giebeldachartige Abwinkelung 72 ausbildet, um dann sechs Nuten später in Nut 707 in einer zweiten radialen Schicht wieder einzutauchen, wobei die zweite radiale Schicht einen kleineren Durchmesser aufweist wie die erste radiale Schicht. Im Bereich der giebeldachartigen Abwinkelung 72 befindet sich der jeweilige Verdrillungsbereich 18 des jeweiligen Drahtes 5, der sich insbesondere über den gesamten Kopfbereich der giebeldachartigen Abwinkelung 72 (oder auch nur Teile davon) erstrecken mag, aber nicht den in die Nut einstehenden Steg berührt. Der zweite Draht B (und alle anderen der zwölf Drähte) werden so verbaut. - Für eine Verbesserung des Wirkungsgrades einer so aufgebauten elektrischen Maschine ist bereits gefunden worden, dass ein einmaliger paarweise Drahtwechsel oder Drahttausch in dem Stator mittig, also ca. zur Hälfte der Drahtwicklung vorzusehen ist. Im Stand der Technik ist es hierzu bekannt, die Drähte aufzutrennen und dann, neu sortiert, wieder zu verbinden, zum Beispiel zu verschweißen. Solch ein Vorgehen ist denkbar aufwändig und auch fehlerträchtig und bedingt hiernach auch noch einen zusätzlichen Isolationsschritt!
- Geschickter Weise kann aber diese Drahtkreuzung oder Drahttausch bei der geschickten Produktion der Drahtwicklung selber mit eingebaut werden, wofür die vorbeschriebenen Verfahrensschritte dienen und zu einem besonderen Gepräge einer solchen Stators 66 führen, der diesen Leitungstausch realisiert, ohne dabei die jeweiligen Drähte zu trennen.
- Bei dem mittig vorzusehenden paarweisen Drahttausch taucht dabei beispielhaft der Draht A wiederum aus der Nut 701 aus, taucht aber dann nicht, wie üblich, in die Nut 707 wieder ein, sondern erst in der Nut 708, die bislang von dem zweiten Draht B belegt wurde. Der Draht B taucht aus der Nut 702 aus und taucht dann bereits wieder in der Nut 707 ein. Der Eintauchprozess erfolgt dabei in einer anderen, zweiten radialen Schicht als das Auftauchen in der ersten radialen Schicht unter der Bedingung, dass die zweite radiale Schicht einen kleineren Durchmesser aufweist wie die erste radiale Schicht . Es ergibt sich somit, dass in dem Verdrillbereich 18 auch der Kreuzungsbereich 60 ist, wobei dabei der Draht A den Draht B in axialer Ansicht fast vollständig verdeckt.
- Zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften ist für die zwölf Drähte ein ein- oder auch zweimaliger, jeweils paarweise Drahttauschbereich aller Drähte pro Stator 66 vorgesehen. Insbesondere befindet/en sich der oder die Drahttauschbereich/e auf der dem Anschlussbereich 67, 68 gegenüberliegenden Statorbereich. Insbesondere befindet sich der Drahttauschbereich auch im mittleren Bereich der Schichten der Drahtwicklung, zum Beispiel in der dritten und vierten Schicht von insgesamt sechs Schichten. In diesem Beispiel mit zwei Drahttauschbereichen befinden sich dazwischen Drahttauschbereiche mit herkömmlichen, wie oben beschriebenen normalen Drahtanordnungen.
- Als Schicht wird dabei die radiale Lage eines Drahtes oder Steges 71 in der Nut 70 verstanden.
- Auf die vorbeschriebene Ausgestaltung ist die Erfindung aber nicht zu beschränken. Es können auch mehrere solcher Drahttauschbereiche pro Stator vorgesehen seien. Diese können sich mit der herkömmlichen, oben beschriebenen normalen Drahtanordnungen beliebig abwechseln.
- Die Figurensequenz 37 a, 37 b, 37 c, 37 d zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Vertauschstation 55. Die hier gezeigte Variante der Vertauschstation 55 besteht aus einer Anzahl, hier insbesondere linear, nebeneinander angeordneter Drahtaufnahme 74, die dazu dienen, die Drähte 5 jeweils paarweise aufzunehmen und zu führen. Es sei angemerkt, dass die Anordnung der Drahtaufnahmen 54 erfindungsgemäß sehr variabel ist, also nicht auf die hier gezeigte gerade, lineare Anordnung beschränkt ist. Es sind auch mehrreihige oder auch kreisförmige Anordnungen denkbar. Die Drahtaufnah- men 54 sind um eine Rotationsachse drehbar, die im Wesentlichen parallel orientiert ist zur Längserstreckung der in den Drahtaufnahmen 54 geführten Drähte. Sind insgesamt sechs Drahtaufnahmen 54 gezeigt, die je zwei Drähte 5 aufnehmen, wobei auch die Anzahl der Drähte, die pro Drahtaufnahme geführt werden, nicht erfindungsgemäß beschränkt ist. Es ist auch denkbar, dass die beschriebenen Vertauschstationen in Förderrichtung der Drähte mehrfach hintereinander angeordnet werden und so beliebige Drahtsprünge möglich sind.
- Die hier gezeigten zwölf Drähte sind einzeln durchnummeriert mit den arabischen Ziffern 1-12. Durch diese Nummerierung ist auch gut erkennbar, wie sich die Reihenfolge der Drähte untereinander durch den Einsatz der vorgeschlagenen Vertauschstation 55 (siehe Figurensequenz 37a, 37b, 37c, 37d) verändert.
- Des Weiteren besitzt die Vertauschstation 55 zwei aufeinander zuführbare Klemmenbacken 75,76, die eine Sägezahnstruktur aufweisen und so zwischen sich in der Klemmsituation die Drähte 5 festlegen (siehe zum Beispiel
Figur 37 geschlossen, inFig 37 geöffnet). - Durch die Vertauschstation 55 werden die Drähte paarweise vertauscht, daher besitzt die Vertauschstation 55 sechs Drahtaufnahmen 74, die je ein Drahtpaar aufnehmen können. Die Drahtaufnahmen 74 der Vertauschstation 55 besitzen je eine zylindrische Form mit Außenverzahnung und befinden sich zwischen zwei Zahnstangen 77 und 78 durch einen gemeinsamen Zentralantrieb 73 die gegeneinander verschiebbar sind und so eine Drehbewegung der einzelnen Drahtaufnahmen 74 ermöglichen (siehe z.B.
Fig 39 a, b, c ) , wodurch die Vertauschbewegung realisiert werden können. - Die Bewegung der Drahtaufnahmen 54 der Vertauschstation 55 erfolgt bevorzugt synchron und wird durch die nachfolgende Tabelle mit Bezug auf die Figurensequenz 37 a, 37 b, 37 c, 37 d bzw. die Figurensequenz 39 a, 39 b, 39 c beschrieben. Die jeweiligen Stellungen sind mit arabischen Ziffern 1-4 im Kreis gekennzeichnet.
Vertauschstation Stellung Figur Drähte Rotation 37a, 39a gehalten 0° 37b, 39a frei 0° 37c, 39b frei 90° 37d, 39c frei 180° - In
Fig. 7 a, b bis16 undFig. 39 ist je in einer dreidimensionalen Ansicht und einer Detailansicht in verschiedenen Positionen bzw. Stellungen eine Maschine 21 zur Herstellung der Wellenwicklung bzw. Drahtmatte gezeigt. Mit dieser Maschine 21 wird aus der z-förmig gebogenen Drahtanordnung, wie sie inFigur 6b gebildet ist, eine Drahtmatte oder ein Drahtpaket hergestellt. - Der prinzipielle Aufbau dieser Maschine 21 ist mit Hilfe von
Figur 7 a, b beschrieben. Sie ist hier als handbetätigbare Maschine gezeigt, sie ist aber in gleicher Weise auch mit steuerbaren Antrieben und mit einer, die verschiedenen Bewegungen kontrollierenden Maschinensteuerung realisierbar. Aufgabe dieser Maschine 21 ist es, aus der, mit Z - Abwinkelungen ausgestatteten Drahtanordnung 22 eine Drahtmatte oder Drahtpaket 27 zu erzeugen, die man sich als entlang einer Schraubenlinie, auf einem schwertartigen Träger 24 aufgewickelt, aus parallelen Drähten 5 bestehenden Drahtanordnung 23 vorstellen kann. Der Träger bzw. das Schwert 24 besitzt eine längs verlaufende Schwertdrehachse 28. Das Schwert 24 wird umgeben von einem Ringhalter 31, der an Führungsstangen 25 gelagert Spannbacken 32 trägt. Diese Spannbacken 32 sind auf der Ober- und Unterseite des Schwertes 24 vorgesehen und drücken die aufgewickelte Drahtpaket 27 gegen das Schwert 24. Der Ringhalter 31 ist über eine Brücke 300 mit dem Ringehaltergegenteil 301 verbunden. Die Brücke 300 ist besser in Figur IIa oderFigur 12a zu sehen, inFigur 7a ist diese von dem Schwert 24 verdeckt. - Die gesamte Anordnung von Schwert 24 und Ringhalter 31 ist an dem Gestell 33 nochmals um eine zentrale Drehachse 23 drehbar gelagert. Die zentrale Drehachse 23 und die Schwertdachse 28 des Schwertes 24 verlaufen parallel, zueinander versetzt und im gezeigten Anwendungsbeispiel zum Beispiel horizontal. Die gesamte Anordnung besteht aus Schwert 24, Ringhalter 31 mit Spannbacken 32 und Führungsstangen 25, Brücke 300 und Ringehaltergegenteil 301, wobei die Spannbacken 32 mit dem Schwert 24 gegen-über dem Ringhalter 31 um die Schwertdrehachse 28 drehbar ist. Die Drehlagerung erfolgt dabei im Ringhalter 31 und Ringehaltergegenteil 301.
- In Förderrichtung 100 der Drahtanordnung 22 vor dem Schwert 24 befindet sich auf der Unterseite der Drahtanordnung 22 ein Druckstück 30, das um eine Drehachse 29 verschwenkbar und von unten gegen die Drahtanordnung 22 anstellbar ist. Die Drehachse 29 des Druckstückes 30 verläuft parallel zu der Schwertdrehachse 28 bzw. der zentralen Drehachse 23. Eine Verbindungslinie zwischen der zentralen Drehachse 23 und der Drehachse 29 des Druckstückes 30 schließt mit einer Verbindungslinie zwischen der zentralen Drehachse 23 und der Schwertdrehachse 28 einen rechten Winkel ein. Dieser Winkel kann im Rahmen dieser Offenbarung allgemein auch in einem Bereich zwischen 70° und 110°, bevorzugt zwischen 80° und 100° liegen.
- Im Eingangsbereich 102 befindet sich vor dem Druckstück 30 noch eine temporäre Führungsbacke 26.
- Die gezeigte Bildersequenz der
Figuren 7 des 16 zeigen verschiedene Stellungen dieser Maschine 21 wobei nachfolgend immer nur auf die Veränderungen eingegangen wird, die Bezugszeichen gelten entsprechend. -
Figur 7 a, b (Position 1) zeigt die Ausgangsposition, wie eingangs beschrieben. -
Figur 8 a, b zeigen Position 2, die gesamte Anordnung ist um die zentrale Drehachse 23 in Uhrzeigerrichtung überbogen (Pfeil 103), um ein Rückfedern der aufgewickelten Drahtmatte 27 zu minimieren. Die Spannbacken 32 pressen das Drahtpaket 27 gegen den Träger 24. Die Drehachse 29 des Druckstückes 30 und auch die Lage des Druckstückes 30 bleibt während der Rotation um die zentrale Drehachse 23 unverändert ortsfest, diese wurden nicht geschwenkt. Hierbei ist die Schwertdrehachse 28 arretiert, d.h. es erfolgt keine Relativbewegung zwischen der zentralen Drehachse 23 und der Schwertdrehachse 28. -
Figur 9 a, b zeigen Position 3, die gesamte Anordnung (mit Ausnahme des Druckstückes 30 und dessen Drehachse 29) ist um die zentrale Drehachse 23 entgegen der Uhrzeigerrichtung um ca. 45° geschwenkt (Pfeil 104) die Drahtanordnung 22 wird auf das Schwert 24 gezogen, insbesondere wird der Draht 5 (es verlaufen 12 Drähte parallel) über das Druckstück 30 im Zusammenwirken mit der seitlichen Kante 34 des Trägerschwertes 24 gebogen. Dabei bewegt sich das Druckstück 30 aufgrund seiner gelenkigen Lagerung um die Drehachse 29 mit und vermeidet eine Beschädigung des Drahtes. Es ergibt sich eine Abrollbewegung. -
Figur 10 a, b zeigen Position 4, das Schwert 24 ist um die zentrale Drehachse 23 um 90° geschwenkt (Pfeil 105) . Nach wie vor pressen die Spannbacken 32 das Drahtpaket 27 gegen den Träger 24. -
Figur 11 a, b zeigen Position 5, hier ist das Schwert 24 auf ca. 130° gedreht (Pfeil 106), gleichzeitig rollt die seitliche Kante 34 des Schwertes 24 weiter auf dem Druckstück 30 ab und prägt eine entsprechende Abwinkelung auf den Draht ein. -
Figur 12 a, b zeigt Position 6, das Schwert 24 ist auf den einlaufenden Bereich 102 des Drahtes umgeklappt, also auf 180° (siehe Pfeil 107) gedreht. -
Figur 13 a, b zeigt Position 7 und hier ein Überschwenken (siehe Pfeil 108) des Schwertes 24 um die zentrale Drehachse 23, um ein Rückfedern zu minimieren. - Hierzu wird die gesamte Anordnung um 10°, 15° oder 20° mehr entgegen der Uhrzeigerrichtung (über die horizontale Lage nach
Fig. 12a, 12b ) geschwenkt. Nach wie vor pressen die Spannbacken 32 das Drahtpaket 27 gegen den Träger 24. -
Figur 14 a, b zeigt Position 8 bei welcher gleichzeitig einander entgegen gerichtete Bewegung einerseits der gesamten Anordnung um die zentrale Achse 23 und eine diese ausgleichende Drehbewegung des Schwertes 24 um dessen Schwertdrehachse 28 erfolgt derart, dass das Schwert 24 in seiner Lage verbleibt, wie es inFigur 12 eingenommen hat. Hierfür ist vorgesehen, dass die gesamte Anordnung in Uhrzeigerrichtung (Pfeil 109) zurückgeschwenkt wird und das Schwert 24 um die Schwertdrehachse 28 entgegen dem Uhrzeigersinn (siehe Pfeil 209) entgegen geschwenkt wird. -
Figur 15 a, b, Position 9: die beiden entgegengesetzten Verschwenk-Bewegungen (siehe Pfeile 110 und 210) werden weiter geführt. Hierbei wird in einem diskontinuierlichen Schritt der Draht auf das Schwert 24 bzw. die Maschine 21 aufgezogen. Es wird nunmehr die temporäre Führungsbacke 26 vorbereitet, denn diese nunmehr vollständig auf das Schwert aufgewickelt einfache Drahtwickelung wird durch die Spannbacke 32 auf dem Schwert 24 weiter geschoben. Dabei sind die Spannbacken 32 auf den Führungsstangen 25 längsbeweglich (siehe Pfeil 320), die Längserstreckung der Führungsstangen 25 ist parallel orientiert zu der Schwertdrehachse 28 des Schwertes 24. Die temporäre Führungsbacke 26 übernimmt für kurze Zeit stabilisierende Aufgaben für die Drahtanordnung 22. - In
Fig. 39 ist eine weitere Station (Position 10) in der Rückschwenkbewegung der gesamten Anordnung (siehe Pfeil 111) mit der Gegendrehbewegung des Schwertes 24 (siehe Pfeil 211) gezeigt. -
Figur 16 a, b Position 11: Das Schwert 24 ist fast wieder in der Ausgangsposition nachFigur 7 angekommen, die Drahtmatte 27 ist um eine Wicklung der Drahtanordnung 22 größer geworden, die Drahtmatte hat sich etwas verlängert. Der Prozess beginnt von neuem. -
Figur 17 zeigt die Kombination mit der Maschine 21 mit einem Rollautomaten 36. Der Rollautomat 36 hat die Aufgabe, die Drahtmatte 27, die auf dem Schwert 24 aufliegt, auf ein Übertragungswerkzeug 35 aufzurollen. Der Rollautomat 36 befindet sich dabei in kinematischer Einheit mit dem Ringhalter 31, d.h., geführt exakt die gleichen Bewegungen aus wie dieser, er ist also um die zentrale Drehachse 23 genauso drehbar wie um die Schwertdrehachse 28 des Schwertes 24. Zwischen dem Ende des Schwertes 24 und dem Übertragungswerkzeug 35 wird die Übertragungsstrecke 37 überbrückt von einem Transportwerkzeug 38, dass inFigur 18 angedeutet ist. - In
Figur 18 sind mehrere Klötze oder Rechensegmente 39 vorgesehen, die an einem nicht gezeigten Band umlaufend sind und die Drahtmatte 27 aufnehmen. Die Zinken der Segmente 39 wirken mit den Drahtwicklungen der Drahtmatte 27 zusammen, um einen geordneten Transport zu ermöglichen. - Das Aufrollen der Drahtmatte 27 auf das Übertragungswerkzeug 35 erfolgt mit einem Antrieb 34.
- In
Fig. 19 undFig. 20 ist eine alternative Ausgestaltung zu der Variante nachFigur 17 gezeigt. Die Übertragungstrecke 37 wird hier von einem Transportwerkzeug 39 überbrückt, dass mehrere Rechenelemente 40, 41 hintereinander aufweist und durch eine Anheb-, Transport-, Absenk-, Absetzbewegung die Drahtmatte 27 bewegt. Die zwei Rechen 40,41 führen abwechselnd eine Hubbewegung durch und befördern somit die Drahtmatte 27, ein einzelner Draht 5 ist gekennzeichnet, in Richtung des Übertragungswerkzeuges 35. Siehe hierzuFigur 20 . -
Figur 21 zeigt eine Ausgestaltung eines Endlos-Isolation-Papieres 42. Das Isolationspapier stellt eine zusätzliche Isolationsschicht zwischen den Drähten 5 und dem Stator dar. - Im Schnitt gesehen (in
Fig. 21 oberhalb der dreidimensionalen Ansicht), ist zu erkennen, dass die Prägung des Papieres nicht identisch ist. Auf der Unterseite 43 sind U- förmige Elemente eingeprägt, die in Einbaustellung hinterher in den Nutböden der Nutendes Stators liegen. An der Oberseite 44 sind dreieckige Spitzen angeformt, an denen dann das Endlospapier in Einbaustellung oder vorher aufgetrennt wird.Figur 22 zeigt den Übertragungsprozess der Drahtmatte 27 von den Übertragungswerkzeug 35 auf ein Verpressungswerkzeug 45, wobei diese Umsetzbewegung zum Beispiel rollenunterstützt erfolgt, die dafür sorgen, dass die Drahtmatte auf dem Verpressungswerkzeug 45 lagegenau positioniert sind. Sowohl das Übertragungswerkzeug 35 wie auch das Verpressungswerkzeug 45 weist an seinem Umfang eine Vielzahl von Nuten oder Zinken auf, um die Drahtmatte exakt und zuverlässig zu führen und Nutteilung des Stators angepasst sind. - Das Isolationspapier 42 kann jetzt entweder auf dem Übertragungswerkzeug 35 innen oder außen bezogen auf die Drahtmatte ( je nach dem wir das Übertragungswerkzeug 35 ausgebildet ist) oder auf dem Verpressungswerkzeug 45, ebenfalls in oder außen bezogen auf die aufgesetzte Drahtmatte 27 vorpositioniert sein, es ist auch möglich das Isolationspapier 42, dass endlos eingelegt ist, vor dem Einbau der Drahtmatte in den Stator bereits längs zu schneiden. "Endlos" bedeutet hier bezogen auf die Dimension/Nutanzahl des Stators.
- Wenn die Drahtmatte 27 im Stator eingebaut ist, befindet sich das Isolationspapier, entweder als Endlosausführung oder in Segmente zerschnitten, in den Nuten des Stators zwischen der Drahtmatte und dem Stator.
- Die Drahtmatte 27 wird mit dem Verpressungswerkzeug 45 in den Stator eingebaut. In dieser Einbausituation befindet sich dann das Isolationspapier auf der Außenseite der Drahtmatte 27, gegebenenfalls bereits in diesem Zustand längs geschnitten, und mit geeigneten Haltern positioniert.
- Es ist auch möglich, dass die Drahtmatte 27 direkt auf das Verpressungswerkzeug 45 aufgewickelt wird, hierzu dient die Ausgestaltung nach
Figur 23 (hier sind drei Anzeichen gezeigt) Für einen schonendes Einsetzen der Drahtmatte 27 in die Aufnahmezinken des Verpressungswerkzeuges 45 sind Führungs- oder Gleitrollen 46 vorgesehen die auf der Außenseite der Drähte schonend abrollen. Es ist vorgesehen, dass geprägtes bzw. vorgeformtes Isolationspapier angefordert wird und von zwei beweglichen Rechengehalten und hiermit transportiert wird. Das aufgefaltete Isolationspapier wird von dem Rechen in ein Hilfswerkzeug übertragen. - Der Pfiff der Anordnung liegt insbesondere darin, dass das Isolationspapier vor der Montage der Drahtmatte in den Stator auf das Verpressungswerkzeug 45, nachdem die Drahtmatte 27 x bereits auf dem Verpressungswerkzeug 45 angeordnet ist, aufgebracht und vormontiert wird.
- Es ist weiter zu beachten, dass die in den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung beliebig untereinander kombinierbar sind. Dabei sind einzelne oder mehrere Merkmale beliebig gegeneinander austauschbar. Diese Merkmalskombinationen sind ebenso mit offenbart.
Claims (10)
- Verfahren für die Herstellung eines Bauteiles (66) einer elektrischen Maschine, mit einer aus einer Vielzahl von als Flachdrähte ausgebildeten Drähten (5) gebildeten Drahtmatte, umfassend folgende Schritte:- Anordnen der Vielzahl von Drähten (5) nebeneinander in einer ersten Reihenfolge; und- z-förmiges Abwinkeln der Drähte (5);gekennzeichnet durch- Tauschen der Positionen der Drähte (5) zur Bildung einer neuen, zweiten, zur ersten unterschiedlichen Reihenfolge;- wobei vor dem Tauschen der Positionen der Drähte (5) ein jeweils zweiter Draht (5) in eine eigene Ebene ausgelenkt wird, und dann über einen jeweilig ersten Draht (5) gekreuzt wird;- wobei das Tauschen der Reihenfolge vor dem Z-förmigen Abwinkeln der Flachdrähte erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein paarweises Tauschen der Positionen der Drähte (5) zur Bildung einer zweiten Reihenfolge vorgesehen ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bauteil der elektrischer Maschine ein Stator (66) hergestellt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:- Richten des Flachdrahts (5),- Abschnittsweises Verdrillen des Flachdrahtes (5) um seine Längsachse derart, dass sich zwischen zwei Verdrillungsabschnitten ein erster unverdrillter Drahtbereich ergibt. - Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Schritte:- Nach dem Verdrillen erfolgt das abschnittsweise Z-förmige Abwinkeln des Flachdrahtes (5).
- Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch folgende Schritte:- Nach dem Verdrillen oder dem Z-förmiges Abwinkeln erfolgt ein Aufwickeln des Flachdrahtes (5) auf einen Träger (34),- Übertragen der so erzeugten Drahtmatte auf ein Montagewerkzeug.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufwickeln schraubenlinienförmig erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:- Montage der Drahtmatte in dem Bauteil (66) derart, dass zweite unverdrillte Drahtbereiche der Drahtmatte in Nuten (70) des Bauteiles (66) eingeführt werden, die zweiten unverdrillten Drahtbereiche unterschiedlicher Nuten (70) eines Flachdrahtbereiches von einer Abwinkelung verbunden sind und die Abwinkelung zumindest teilweise den ersten unverdrillten Drahtbereich aufnimmt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass vor, bei oder nach dem Auslenken des jeweils zweiten Drahtes (5) in diesem Draht (5) ein Drahtvorrat eingeformt wird.
- Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche für das Ändern der Reihenfolge von einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Drähte, wobei in der Vorrichtung zumindest eine Auslenk- und eine Kreuzungsstation vorgesehen ist, die Auslenkstation zumindest einen Teil der Drähte (5) in eine andere Drahtebene auslenkt und die Kreuzungsstation einen Teil der Drähte (5) in einer Bewegung rechtwinklig zur Längserstreckung der Drähte (5) derart versetzt dass sich die Reihenfolge der angeordneten Drähte (5) ändert.
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